تحلیل اثر میزان و نحوه توزیع نانولولههای کربنی در خمشو خواصماکروسکوپیک ورق نانوکامپوزیت

بهدلیل تاثیر مستقیم نوع، میزان، نحوه جهتگیری الیاف نانولوله و تاثیر متقابل فاز الیاف و ماتریس بر خواص و رفتار مکانیکی نانوکامپوزیتهای تقویت شده با الیاف نانولوله کربن، به کمک یکمدل ساختاری و روابط تانسوری معتبر، به تحلیل دقیق ورق نانوکامپوزیت زمینه پلیمری SWNT/LaRC-SI و بررسی پارامترهای مذکور بر رفتار و خواص ماکروی ماده پرداخته و بهتناسب موضوع، راهکارهای بهبود برخی خواص همچون مدول برشی ماده، تمرکز تنش در ناحیه اتصال الیاف و زمینه و... ارائه شده است. در مد ل استفاده شده در این مقاله، فرض شده که مادهای واسط با خصوصیات متمایز با دو جزء دیگر ( مثلا مدل یانگ متفاوت به دلیل چگالی واحد حجم متفاوت با ماتریس) نان و الیاف را احاطه نموده است؛ برخلاف روش تاناکا، مدل ماده واسط موثر، در هر دو مقیاس نانو و میکرو معتبر خواهد بود. طبق نتایج بهدست آمده با افزایش درصدحجمی نانولوله از 5 درصد به 15 درصد، میزان خیز ورق ساخته شده از نانوکامپوزیت مورد مطالعه تقریبا نصف خواهد شد. اما به دلیل هزین هبر بودن این افزایش و تاثیر منفی آن بر کرنش گسیختگی سازه (افزایش درصد نقاط ناپیوستگی در نقطه اتصال زمینه و دو انتهای نانولوله و درنتیجه افزایش احتمال درصد تمرکز تنش) و همچنین ازدیاد سرعت های فاز طولی و برشی موج تنشی منتشره در سازه، راه حل مناس ب بهبود استحکام خمشی، بهکارگیری تکنیک پیچاندن مستقیم الیاف نانولوله در هنگام ساخت است. طبق نتایج بدست آمده، با افزایش زاویه پیچش نانولولهها به دور هم، مدول برشی نانوکامپوزیت بهبود یافته و درنتیجه، بر مقدار سفتی خمشی ورق افزوده خواهد شد.

کلیدواژه ها:

نانوکامپوزیت ، نانولوله کربنی ، مدلسازی ، سفتی خمشی